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文檔簡介

用超聲光柵測定超聲波在介質中的傳播速度

概述實驗原理實驗內(nèi)容和要求預習要求概述

當超聲波在介質中傳播時，超聲波使介質產(chǎn)生彈性應力或應變，導致介質密度的空間分布出現(xiàn)疏密相間的周期性變化，因而導致介質的折射率相應變化。光束通過這種介質，就好像通過光柵一樣，會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為超聲致光衍射(亦稱聲光效應)。人們把這種載有超聲的透明介質稱為超聲光柵。利用超聲光柵可以測定超聲波在介質中的傳播速度。

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原理

要求

預習原理壓電晶體在交變電場作用下，晶體會產(chǎn)生與外加電壓頻率相同的機械振動。超聲波在液體介質中以縱波形式傳播，其聲壓使液體分子呈現(xiàn)疏密相間的周期性分布，形成所謂的疏密波。由于折射率與液體的密度有關，因此液體中各點的折射率也呈周期性變化，即是按正弦規(guī)律分布的，當光從垂直于超聲波的傳播方向透過時，會產(chǎn)生衍射。

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原理

本實驗的衍射屬于喇曼-奈斯衍射。當平行光垂直入射到光柵上時，將產(chǎn)生多級衍射光。設第

k級衍射極大對應的角為θk，則有式中λ是入射光波長，λs是超聲波波長。如果振蕩電源的頻率為

f，則超聲波在該介質中傳播的速度為。

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概述

要求

預習實驗內(nèi)容與要求調(diào)節(jié)分光計到正常使用狀態(tài)。連接電路，將超聲盒放在分光計平臺上，使超聲波的方向與入射光的方向垂直。選擇合適的振蕩電源頻率，以便觀察到清晰的衍射條紋。測量各級衍射條紋的衍射角。求出室溫下超聲波在水中的傳播速度。測出室溫T，并利用求出聲速的經(jīng)驗值。與實驗值比較求出誤差。

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概述

原理

預習預習要求

熟悉分光計的調(diào)節(jié)。TheEnd

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